[发明专利]一种高强塑积钢的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强塑积钢的冶炼方法。

技术背景

随着社会经济不断发展和人们物质需求提升，对材料的安全性要求越来越高，与此同时随着能源危机意识的增强，要求在工程应用中通过轻量化方式实现材料大幅节约，并且生产制造成本越来越低，全面推行绿色节约型社会的建设。因此，高强度高塑性材料是材料工作者和工程设计人员共同追求的目标。

传统钢铁材料从强塑积(即抗拉强度(Rm)与塑性(A)的乘积)大致可分为两类，一种是生产历史较长，应用也较普遍的钢铁材料，其特点是生产工艺成熟，性能稳定，但强塑积在10-20GPa％，已不能满足工程建设中高安全性的要求；另一类钢是近年来发展起来，强塑积可达到60GPa％级别，但这类钢铁材料生产中需要添加大量的Cr、Ni、Mn、Si和Al等贵重合金元素，使其成本较高。同时由于合金含量高，导致其冶金生产难度较大，同时工艺性能也较差，因而限制了其生产与应用。

发明内容

为了克服现有高强塑积钢的冶炼方法的上述不足，本发明提供一种成本低的高强塑积钢的冶炼方法。

高强塑积钢冶炼采用“铁水预处理+转炉+LF炉精炼+RH真空处理+连铸”的方法。

本发明的技术方案是在铁水经预处理后装入转炉内，在转炉内吹炼，当钢水中的碳含量、硫含量、磷含量(脱磷处理)及温度达到后续精炼要求后出钢，钢水出至钢包空间1/3时，可加入锰合金或电解锰(锰铁合金分为高碳锰铁、中碳锰铁，含锰在75-80％，其余为铁元素，还有极少量的杂质元素P、S；电解锰含Mn99.7％以上，P、S元素杂质含量极低)。经炉后吹氩搅拌后送至LF精炼炉处理。铁水预处理、转炉冶炼、LF处理。

本发明包括下述依次的步骤：

I  铁水预处理

铁水预处理后，铁水中S的重量百分比S≤0.005％；

II  转炉工序

转炉冶炼后，钢水中C、Si、Mn、P、S与Al的含量的重量百分比为；

C：0.02-0.15％，    Si：0.01-0.25％，    Mn：1.8-15.0％，

P：≤0.010％，      S≤0.008％，         0＜Al≤0.04％；(Al是作为脱氧剂必须加入，是残留下来的，但残留量不能超过0.04％)

III  LF工序

在LF精炼炉操作步骤：

钢包到LF炉工位后先送电10-15分钟，然后强搅拌(吹氩流量不小于500Nl/min)，使钢水成分温度均匀，然后进行取样分析钢中锰元素、碳元素及其它(如Si、Al、P、S)元素的含量，在钢样分析检验过程中，电极通电对钢水升温操作；根据检验分析结果和成品中对含锰量目标要求来计算(是锰元素，在钢中主要起强化作用)分批加入次数和每批次的加入量；每次加入合金后应取样分析后决定下次加入量，正常情况分2-4次加入。待钢中所有元素含量达到本工序对化学成分要求(也就是LF工序处理后对化学成分的要求)和钢水温度(不低于1600℃，控制在1600-1650℃)，转入下道工序。

LF处理后，钢水的C、Si、Mn、Al、P与S的重量百分比为：

C：0.02-0.15％，Si：0.01-0.25％，Mn：2.0-15.0％，Al：0.02-0.04％，

P：≤0.012％，  S≤0.002％。

IV  RH真空处理

在RH真空处理操作步骤：

钢包到达RH真空处理工位后取样分析，并开始抽真空，抽真空3-7分钟，真空度达到100Pa，在100Pa真空度下保持不少于10分钟；结束真空，取样分析，碳、硅、锰、磷、铝、硫与气体的重量百分比达到目标后出钢，钢水送连铸工序进行连铸生产。

RH真空处理后钢水的C、Si、Mn、Al、P、S、[H]、[O]与[N]的重量百分比分别为：

C：0.02-0.15％，  Si：0.01-0.25％，  Mn：2.0-15.0％，   Al：0.02-0.035％，

P：≤0.012％，    S≤0.002％，       [H]≤0.0002％，    [O]≤0.0025％，

[N]≤0.0050％。

然后浇注成连铸坯或模注钢锭。

上述的高强塑积钢的冶炼方法，在步骤步骤III中，步骤III LF工序或步骤IV RH真空处理后，钢水中的其它为Fe以及其它性能要求加入的微量合金元素。